Закономірності розподілу і поведінки металів у ґрунті
Вивчення закономірностей розподілу і поведінки мікроелементів у ґрунтовому покриві в цілому і в окремих його компонентах сприяє розумінню основних процесів руху атомів мікроелементів у біологічному колообігу і обґрунтуванню необхідних практичних заходів, що покликані покращити живлення організмів.
На розподіл важких металів у ґрунті чинять вплив наступні фактори:
Гранулометричний склад ґрунту
По-перше, проглядається прямий зв'язок між ступенем дисперсності ґрунтових частинок і їх адсорбуючою властивістю. Підвищена дисперсність субстрату гальмує винос атомів мікроелементів за межі ґрунтового профілю, сприяє їх накопиченню в ґрунті.
За розрахунками Єрмоленко Н.Ф., лише 20% адсорбованих іонів знаходиться на поверхні мінералів, більше ж частина їх проникає у міжплощинний простір і стає малодоступною для рослин [19, 174]. Менш ефективною буде захисна роль мінеральних часточок, коли у ґрунт будуть поступати хімічні елементи-забруднювачі, що можуть існувати у
ґрунті переважно в аніонній формі, наприклад, бор і молібден. Це зумовлено тим, що глинисті мінерали мають мало точок, які несуть позитивний заряд, і тому їх адсорбційні можливості по відношенню до аніонів невеликі.
По-друге, завжди мається на увазі та обставина, що частинки різного розміру різняться за мінералогічним складом. Зі зміною ж мінералогічної основи частинок часто може різко змінюватися збагачення їх мікроелементами. Найбільші частинки мінерального субстрату – піщані – в основному, складаються з кварцу і бідні на мікроелементи. Дрібні частинки, наприклад, мулисті, переважно представлені глинистими мінералами, у кристалічній решітці яких може знаходитися досить багато атомів мікроелементів.
Оксиди і гідроксиди
Найбільший вплив на рухомість металів у ґрунті чинять оксиди і гідроксиди Fe, AI і Мn. Механізм сорбції являє собою ізоморфне заміщення іонів Fe і Мn на катіони металів і окислювальні ефекти на поверхні оксидів. При цьому найбільша спорідненість гідроксидів Fe і Мn проявляється до аналогічних за розміром металів (Со2+, Со3+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Pb2+, Ag+).
Реакція середовища і окисно-відновлювальний потенціал
Важкі метали, потрапивши у ґрунтовий розчин кислих ґрунтів, утворюють, в основному, розчинні органо-мінеральні комплекси. У ґрунтах же з нейтральною реакцією середовища, наприклад, у чорноземах, у складі легкорозчинних мінеральних солей переважають бікарбонат і сульфат кальцію [19, 179]. Наявність у ґрунтовому розчині значної кількості кальцію при гуматному типі органічної речовини призводить до різкого скорочення частки розчинної фракції гумусу. Тому Pb, Zn, Hg, Co, потрапляючи у ґрунтовий розчин, взаємодіє, в основному, з мінеральною частиною, утворюючи нерозчинні і слабкорозчинні карбонати і сульфати.
Від значення рН і окисно-відновного потенціалу (ОВП) залежить рухомість сполук практично всіх Зd-металів. Високі значення ОВП здатні знижувати активність електронів у ґрунті, густину електронної хмари і заряду ацидоїдів. Із збільшенням ОВП відбувається селективне поглинання ґрунтом катіонів із меншою густиною заряду. Найбільш сильно залежить від ОВП рухомість сполук Fe і Мn.
Кислотно-основні умови і окисно-відновлювальне оточення чинять великий вплив на міграційні можливості важких металів у ґрунті. Уявлення про це дає класифікація важких металів за особливостями водної міграції, виконана А.І. Перельманом (1979) [19, 182]:
Катіоногенні елементи
Аніоногенні елементи
Рухливі з постійною валентністю
Sr
Слабкорухливі з постійною валентністю
Rb Cs
Слабкорухливі зі змінною валентністю
Ті Sn Sb As
Рухливі й слабкорухливі в окисних і Рухливі й слабкорухливі в
глеєвих умовах і інертні у окисних умовах і інертні у
відновній сірководневих умовах відновних (глеєвій і
сірководневій) умовах:
V Mo Se
а) Добре мігрують у кислих водах окисної і
глеєвої природи і осаджуються на лужному бар'єрі:
Zn Cu Ni Pb Cd
б) Мігрують і у кислих, і у лужних водах окисних
умов:
Hg Ag Bi
Рухливі й слабкорухливі у відновному
глеєвому середовищі і інертні в окисному
і відновному сірководневому середовищі:
Мn Co
Малорухливі за більшості умов
Слабка міграція з органічними комплексами, частково мігрують
у сильно кислому середовищі у лужному середовищі
Ті Сг Zr W
Дані свідчать про те, що група пріоритетних важких металів – Cd, Pb, Zn, Cu, Ni – має значну рухомість у кислому середовищі і стає інертними при зміні реакції середовища в бік підлужування. Далі треба відмітити, що такий сильний токсикант, як ртуть, здатний за наявності умов для окислення мігрувати в широкому діапазоні рН. Малорухливим елементом у більшості природних умов є хром.
Цікаві статті з розділу
Психологічні аспекти екології
Сучасна
наукова психологія є досить розмаїтою системою дисциплін і галузей. Однією з
них є екологічна психологія. Розвиток суспільства і його взаємодія з
навколишнім середовищем показує що ...
Органічна речовина ґрунту. Облік, оцінка, раціональне використання та охорона ґрунтів
Тема реферату «Органічна речовина ґрунту. Облік, оцінка, раціональне використання
та охорона ґрунтів» з дисципліни «Ґрунтознавство».
Мета роботи – визначити та розкрити:
Склад органічно ...
Поняття про біосферу та атмосферу
Найхарактернішою істотною рисою планети Земля є існування на
ній життя. Усю сукупність живих організмів та ту частину речовини планети, що
перебуває в постійному обміні речовиною і енергією ...